ADAMS-单摆分析深度剖析

重点：1、仿真时end time与steps含义。2、Postprocessor新建页面。3、Postprocessor以表格（table）显示。4、曲线编辑工具（曲线相加相减.......） 5、数据导入excel文件。

问题描述：一根1m长的无重细绳一端悬挂在天花板上，另一端挂一个质量为1kg的小球。初始细绳与水平线的夹角为60度，自由释放小球，求小球在最低点时的动能、势能以及速度、加速度。

该问题可根据机械能守恒定理 直接得到解析解，此处用Adams进行求解。

ADAMS求解：

1、首先建立几何体 。因为细绳不计重量，可直接用直线表示，选择多义线 Polyline

进行绘制：参数如下：

然后绘制小球，选择球Sphere。绘制好后，分别给绳一端与ground以及绳另一端与Sphere添加转动副Jiont。完成后示意图如下：

2、仿真Simulation 。设置end time为2s，steps为50。含义如下：

（1）、end time为2s说明仿真时间 为2s

（2）、steps为50，表示每2/50=0.04s输出一个结果

此外，因此本例为动力学仿真。注意sim.type选取为Dynamic。

3、PostProcessor

进入Postprocessor后，系统会自动将仿真结果带入其中。

测量速度Velocity

选择如下：

得到速度曲线 ：

由图可知，小球的质心速度 ，从零到最大，再减小到最低，再增大，再减小。呈现了一种规律性的波动变化。

由于其最大速度即为小球最低点的速度，因此可由曲线追踪按钮测得：

即最低点速度为：1613.8mm/s,即1.6138m/s。

测量加速度Acceleration

选择新建页面：

然后选择Acceleration:

得到曲线：

具体结果查看方法同速度测量 时一样，此处不在展示（后面同）。

测量动能Kinetic Energy

测量势能Potential Energy

曲线编辑工具

由能量守恒定律 ，我们可以通过把任意时刻势能 与动能相加是否为0来进行考察。在曲线编辑工具中选择曲线相加按钮：

选择势能曲线与动能曲线，结果如下：

新曲线为小球机械能随时间而发生变化的曲线。图中可以观察得出，其近贴零线，机械能保持为零。但是曲线不能查看精确的数值，现在将其转化为表格进行查看。

曲线转化为表格查看

勾选Table,结果如下：

可表格可知，机械能并没有为零，这是因为数值计算误差 等原因造成的，可以接受。

将表格数据导入excel

注意，fromat选择spreadsheet（电子表格程序）。

参考书籍：

《ADAMS在机械设计中的应用》宋少云 尹方